潜油金属螺杆泵技术介绍

1、潜油金属潜油金属螺杆泵技术介绍螺杆泵技术介绍20162016年年1010月月汇报内容汇报内容一一、技术背景与简介、技术背景与简介二、潜二、潜油金属油金属螺杆泵技术介绍螺杆泵技术介绍三、三、初步选井情况及方案设计初步选井情况及方案设计 面对国际油价的持续低迷，寻求一种更节能、更经济、便于管理、使用寿命更长的采油方式迫在眉睫，因此针对目采油举升系统中存在的系列问题，经过采油院大量的试验台试验和在泵公司的试验井试验，形成了一套完善的解决方案-潜油全金属螺杆泵。抽油机螺杆泵潜油橡胶螺杆泵潜油全金属螺杆泵技术优势技术成熟,配套完善,应用范围广技术成熟，结构简单，系统效率高百米吨液能耗低无杆采油，避免偏磨

2、；百米吨液能耗低无杆采油，避免偏磨；无定子溶胀；克服橡胶定子耐温极限百米吨液能耗低技术劣势系统效率低百米吨液能耗高存在偏磨问题管杆偏磨，杆断脱；橡胶定子易溶胀橡胶定子溶胀，不耐高温稀油适应性偏差 综合对比目前常用的几种采油方式，可以看出潜油全金属螺杆泵具有巨大的技术优势，解决了目前普遍存在的偏磨、橡胶定子寿命短、检泵周期短、能耗高等急需解决的问题，填补了国内潜油全金属螺杆泵采油技术的空白。一、技术背景与简介一、技术背景与简介1 1、技术背景、技术背景各种举升方式技术对比表l 在不同的压力条件下流量改变很小，而且在不同的压力条件下流量改变很小，而且流量非流量非常均匀常均匀；l 无阀，无阀，对气的

3、适应性好对气的适应性好，不会产生，不会产生“气锁气锁”现象现象（柱塞泵）和（柱塞泵）和 “气蚀气蚀”现象（离心泵）；现象（离心泵）；l 对砂、蜡的适应性好对砂、蜡的适应性好，能够在高粘原油中以较高，能够在高粘原油中以较高的效率工作。的效率工作。5123678910111213141516结构特点：结构特点：运动件很少（只有转子一个运动件）、流运动件很少（只有转子一个运动件）、流道短而且简单，过流面积大，油流扰动小，因此携带道短而且简单，过流面积大，油流扰动小，因此携带能力强。能力强。 螺杆泵主要分两类：一是地面驱动螺杆泵装置；二是电动潜油螺杆泵装置；它原油开采具有螺杆泵主要分两类：一是地面驱动

4、螺杆泵装置；二是电动潜油螺杆泵装置；它原油开采具有独特的优势，表现在几个方面：独特的优势，表现在几个方面： 总之：一次性投资少、管理方便。总之：一次性投资少、管理方便。2 2、技术简介、技术简介一、技术背景与简介一、技术背景与简介 目前目前电动潜油螺杆泵主要包括：电动潜油螺杆泵主要包括：潜油橡胶螺杆潜油橡胶螺杆泵和潜油全金属螺杆泵泵和潜油全金属螺杆泵两种两种。 潜油金属螺杆泵井潜油金属螺杆泵井下部分自下而上分别是下部分自下而上分别是潜油潜油电机（含潜油电机保护器）、减速器（含止推轴电机（含潜油电机保护器）、减速器（含止推轴承、减速器保护器）、挠性轴承、减速器保护器）、挠性轴和全金属螺杆泵和全金

5、属螺杆泵等等。2 2、技术简介、技术简介该技术解决了潜油橡胶螺杆泵的不足：该技术解决了潜油橡胶螺杆泵的不足： 橡胶橡胶螺杆泵橡胶螺杆泵橡胶定子容易定子容易溶胀溶胀和温和温胀，胀，影响螺杆影响螺杆泵使用寿命；泵使用寿命； 变频器变频器输出波形差，输出波形差，谐波大谐波大，造成电机造成电机烧烧； 减速器寿命较短。减速器寿命较短。一、技术背景与简介一、技术背景与简介 从投资看：从投资看：与常规抽油机相比便宜。与常规抽油机相比便宜。 从节能效果看：从节能效果看：比常规抽油机节能在比常规抽油机节能在20%以上。以上。 从使用效果看从使用效果看：取消抽油杆，彻底解决偏磨；容易处理腐蚀和结蜡；：取消抽油杆，

6、彻底解决偏磨；容易处理腐蚀和结蜡；克服传统橡胶定子耐温极限，充分发挥了在举升高热高粘度流体能力克服传统橡胶定子耐温极限，充分发挥了在举升高热高粘度流体能力上的优势；解决了普通橡胶泵在超高温条件下闪蒸、气锁、溶胀、温上的优势；解决了普通橡胶泵在超高温条件下闪蒸、气锁、溶胀、温胀的问题。胀的问题。 从寿命分析看：从寿命分析看：无偏磨、无谐波、无易损坏部件，且转速很低，免修无偏磨、无谐波、无易损坏部件，且转速很低，免修期期较较常规常规抽油机抽油机油井优势明显。油井优势明显。即使将来上作业，也只是检泵，杆管即使将来上作业，也只是检泵，杆管不用换，费用也低。不用换，费用也低。潜油金属潜油金属螺杆泵与常规

7、抽油机比，主要有以下几方面优势：螺杆泵与常规抽油机比，主要有以下几方面优势：一、技术背景与简介一、技术背景与简介汇报内容汇报内容一、技术背景与简介一、技术背景与简介二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍三、三、初步选井情况及方案设计初步选井情况及方案设计技术特点技术特点1 1： 采用全金属螺杆泵，采用全金属螺杆泵，橡胶定子改为橡胶定子改为金属金属定子定子，解决了解决了常规螺杆泵橡常规螺杆泵橡胶定子胶定子溶胀溶胀和温胀和温胀问题，问题，延长螺杆泵的使用寿命延长螺杆泵的使用寿命。全金属全金属螺杆泵螺杆泵针对潜油橡胶螺杆泵存在的问题，研制了潜油全金属螺杆泵。具有针对潜油橡胶螺杆泵存在的

8、问题，研制了潜油全金属螺杆泵。具有以下三方面技术优势：以下三方面技术优势：1.1.技术特点技术特点二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍 定子内螺旋腔成型技术是全金属螺杆泵研发的关键 通过开展液压成型、粉末精密铸造成型、对称分瓣激光焊接成型、精密电解成型等多种定子加工工艺试制研究，最终形成了螺杆泵程序控制机加工成型、配套精密激光焊接组装的加工技术。u 定子成型工艺试验 为提高金属螺杆泵定转子的抗磨、防腐性能，提高整泵在不同工况环境下的使用寿命，开展了金属定转子表面强化处理工艺试验； 优选形成定转子表面低温氮化处理技术及表面润滑梯度技术（LGM），有效提高了定转子表面的润滑抗磨性能

9、。u 表面强化工艺试验二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍定 子：38CrMoAl 表面低温氮化 硬度：HRC68-70转 子：42CrMoNiA 表面LGM处理 硬度：HRC58-60成型精度：尺寸误差 0.1-0.2mm 粗 糙 度 Ra0.8-1.6m二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍技术特点技术特点2 2： 增加增加有源滤波器消除谐波有源滤波器消除谐波，改善，改善波形，波形，解决了解决了变频器变频器输出波形差，谐输出波形差，谐波波大、烧大、烧电机问题电机问题。目前主要通过变频器实现潜油螺杆泵降速运行，而通用变频器驱动螺杆泵电机时，谐波大，导致电机过电压

10、并且发热，尤其是变频调速产生的谐波经过1000-2000米电缆，放大作用明显，导致电机过电压并且发热，严重影响装置寿命。改进变频控制柜加了一级有源滤波装置，电机波形完美，美国福禄克F43B谐波分析结果，测不到谐波。日产量从1吨-25吨任意设定。二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍技术特点技术特点3 3： 增加增加润滑系统，改进减速器结构，延长急速器寿命润滑系统，改进减速器结构，延长急速器寿命一是增加润滑系统：一是增加润滑系统：润滑油循环装置包括三部分，地面油泵、带润滑油管道的潜油电缆、井下接口，地面油泵加压定期更换减速器内润滑油，将旧油顶出去，新油替代旧油。二、潜油金属螺杆泵技

11、术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍二是改进潜二是改进潜油螺杆泵油螺杆泵减速器减速器改进二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍（1 1）潜油电机潜油电机： 功率功率：30KW30KW； 电压电压：1340V 1340V 额定转速额定转速：2850rpm 2850rpm ；长度；长度：5 5米米 外径外径：107107毫米毫米（2 2）减减 速速 器器： 减速比：减速比：9:1 9:1 外径：外径：9898毫米毫米（3 3）金属螺杆泵金属螺杆泵：偏心距：偏心距：5 5毫米；毫米； 定子定子导程：导程：160160毫米；毫米； 螺距螺距：8080毫米毫米； 级数级数：3030级；级； 大

12、径：大径：7070毫米；毫米； 小径小径：5050毫米；毫米； 外径：外径：102102毫米毫米（4 4）螺杆泵转速（螺杆泵转速（25T25T）：167rpm167rpm（5 5）日液调节范围日液调节范围：3-303-30吨吨/ /日日 （6 6）日耗电量日耗电量预计预计：100KWh100KWh左右左右技术技术参数参数2.2.技术参数技术参数二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍1）引接电缆：AWG6#，镀锌铠装扁电缆，耐压3kv，长度15米，温度等级2042）动力电缆：AWG4#，镀锌铠装扁电缆，耐压3kv，耐温1803）泄油阀4）接线盒5）扶正器6）电缆卡子7）电缆护罩8）

13、电机油、齿轮油9）下井附件3.3.配套工具配套工具二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍试验介质：液压油、水试验转速：100、120、150、180、200 采用设计螺杆泵特性试验平台，测试全金属螺杆泵样机泵效、扬程特性曲线，分析其性能特点。4.4.性能测试性能测试二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍全金属单螺杆泵试验曲线对比报告全金属单螺杆泵试验曲线对比报告 试验运用不同含水的介质测试了泵效随扬程（出口压力）的变化关系。下图展示试验运用不同含水的介质测试了泵效随扬程（出口压力）的变化关系。下图展示了两种不同转速下的测试结果。了两种不同转速下的测试结果。曲线表明在

14、含水低于曲线表明在含水低于50%50%的情况下，泵效可稳定在的情况下，泵效可稳定在80%80%以上，而在含水高于以上，而在含水高于50%50%时，泵效随扬程下降很快，高速运转可适当提高泵效，时，泵效随扬程下降很快，高速运转可适当提高泵效，因此初因此初期排水需要高速运转。期排水需要高速运转。二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍下泵深度：下泵深度：500500米，动液面米，动液面200200米时，全金属螺杆泵效率与转米时，全金属螺杆泵效率与转速、粘度的关系如下。速、粘度的关系如下。00.10.20.30.40.50.60.70.8050100150200250金属螺杆泵效率与转速、

15、金属螺杆泵效率与转速、3000mpas粘度的关系曲线粘度的关系曲线二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍（1）下泵深度小于下泵深度小于1000米米；（2）含砂介质含砂介质（2.5%）以下以下；（3）粘度粘度2000-5000mPa.s；（4）不含硫化氢不含硫化氢；（5）液量小于液量小于30吨吨/天；天；（6）液体温度小于）液体温度小于120度度（7）套管内径大于套管内径大于121毫米毫米。5.5.选井条件选井条件二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍抽油机螺杆泵潜油橡胶螺杆泵潜油全金属螺杆泵设备投入22-25万18-20万元 25万元22-25万元检泵周期650天6

16、50天450天大于650天吨液百米耗电6-9千瓦7-9千瓦4-6千瓦4-6千瓦系统效率38% 70%70%60%技术优势技术成熟,配套完善,应用范围广技术成熟，结构简单，系统效率高百米吨液能耗低无杆采油，无偏磨；百米吨液能耗低无杆采油，避免偏磨；无定子溶胀；克服橡胶定子耐温极限百米吨液能耗低技术劣势系统效率低百米吨液能耗高存在偏磨问题管杆偏磨，杆断脱；橡胶定子易溶胀橡胶定子溶胀，不耐高温稀油适应性偏差6.6.技术对比技术对比二、潜油金属螺杆泵技术介绍二、潜油金属螺杆泵技术介绍潜油全金属螺杆泵与其他举升方式对比表汇报内容汇报内容一一、技术背景与简介、技术背景与简介二、潜二、潜油金属油金属螺杆泵技

17、术介绍螺杆泵技术介绍三、初步选井情况及方案设计三、初步选井情况及方案设计C13-P41C13-P41草草13-13-平平4141井井20112011年年4 4月卡封改层防砂生月卡封改层防砂生产砂二产砂二1 1，原油粘度，原油粘度3127.3mPa.s3127.3mPa.s，不含硫化，不含硫化氢，冷采，截至目前累计生产氢，冷采，截至目前累计生产19391939天，累液天，累液5240252402吨，累油吨，累油17561756吨，目前吨，目前25.225.2* *1.71.7* *93%93%，动液面动液面190m190m，生产情况稳定。，生产情况稳定。层位层位 砂层井段砂层井段 砂层厚度砂层厚

18、度 实射井段实射井段 实射厚度实射厚度 备注备注 沙二沙二1 1 1139.0-1166.4 1139.0-1166.4 27.427.41139.0-1143.0 1139.0-1143.0 4 4沙三沙三1 1 1272.0-1416.0 1272.0-1416.0 1441441286.84-1396.18 1286.84-1396.18 109.34109.34已卡封已卡封 草草13-13-平平4141井储层物性表井储层物性表草草13-13-平平4141井管柱示意图井管柱示意图三、三、初步选井情况及方案设计初步选井情况及方案设计1 1、油井基本情况、油井基本情况液量稳定在液量稳定在25

19、t/d25t/d左右左右草草13-13-平平4141井周期生产表井周期生产表周期周期措施内容措施内容注汽量注汽量t t压力压力MpaMpa干度干度% %生产时间生产时间d d累液累液t t累油累油t t平均日油平均日油t/dt/d1 1新投新投100610061919636392892814322143226756750.70.72 2卡封防砂卡封防砂/ / / /193919395240252402175617560.90.9动液面稳定在动液面稳定在170m170m左右左右0501001502002503003502011/4/302012/4/302013/4/302014/4/30201

20、5/4/302016/4/30草草13-13-平平4141动液面曲线动液面曲线动液面动液面草草13-13-平平4141井井斜数据表井井斜数据表井深井深m m井斜井斜垂深垂深m m8168160.70.7815.99815.998418410.560.56840.99840.998668660.620.62865.99865.998918910.730.73890.99890.999169160.70.7915.99915.999419410.750.75940.98940.989669660.770.77965.98965.989919910.470.47990.98990.98101610164.144.141015.961015.961041104111.741